【正文】 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)（ 論文） 題目： 40Cr 齒輪軸熱處理 工藝規(guī)程編制 表頭表格所所提供標(biāo)準(zhǔn)附表 院 （ 系 ）： 機(jī)械工程系 專 業(yè) 班 級 ： 10171 學(xué) 號 ： 1017126 學(xué) 生 姓 名 ： 朱榮正 指 導(dǎo) 教 師 ： 可立良 （老師） 起 止 時 間 ： 2020 年 3 月 2020 年 4 月 15日 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 II 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語 院（系）：機(jī)械工程系 教研室：材料教研組 學(xué) 號 1017126 學(xué)生姓名 朱榮正 專業(yè)班級 10171 課程設(shè)計(jì)（論 文）題 目 40Cr 齒輪軸熱處理 工藝規(guī)程編制 課程設(shè)計(jì)（論文）要求與任務(wù) 一、課設(shè)要求 熟悉 設(shè)計(jì)題目 ，查閱 相關(guān)文獻(xiàn) 資料 ， 概述相關(guān)零件的 熱處理工藝 ，進(jìn)行零件的 服役條件與失效形式分析，提出硬度、耐磨性、強(qiáng)度等要求。完成工藝設(shè)計(jì)。闡述 40Cr 中 齒輪軸 熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容及要求；闡明 齒輪軸熱處理常見缺陷的預(yù)防及補(bǔ)救方法；給出所用參考文獻(xiàn)。 二、課設(shè)任務(wù) 材料的選擇（ 要求在滿足 工件 使用性能的前提下，兼顧經(jīng)濟(jì)性和工藝性，合理選擇材料 ） ； 40Cr 的 C 曲 線； 40Cr 齒 輪 軸 調(diào)質(zhì)熱處理 ； 40Cr 熱處理工藝 。 三、設(shè)計(jì)說明書要求 設(shè)計(jì)說明書 包括三部分： 1）概述； 2）工藝設(shè)計(jì)； 3）參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)見《工藝設(shè)計(jì)模板》。 工作計(jì)劃 集中學(xué)習(xí) 天，資料查閱與學(xué)習(xí)，討論 天，設(shè)計(jì) 7 天： 1）概述 天， 2）服役條件與性能要求 天， 3）失效形式、材料的選擇 天， 4）結(jié)構(gòu) 與 熱處理工藝性 天， 5） 調(diào)質(zhì)熱處理 天， 6）工藝流程 曲線 圖 天， 7）熱處理工藝設(shè)計(jì) 2 天， 8）工藝的 性質(zhì) 天， 9）可能出現(xiàn)的問題分析及防止措施 天， 10）熱處理質(zhì)量分析 天，設(shè)計(jì)驗(yàn)收 1 天。 指導(dǎo)教師評語及成績 成績： 學(xué)生簽字： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 III 目 錄 一 、 齒輪軸熱處理概述 ........................................ .1 齒輪軸的服役條件、失效形式及性能要求 ……………………………………… ..2 二、 40Cr的基本性質(zhì) ………………………………………………… ………… .2 40cr的化學(xué)成分及力學(xué)性能 ………………………………………… …… ..2 40Cr的特性及用途 ……………………………………………… …………… 3 合金元素的作用 ………………………………………………… …………… .5 4． 40cr 剛中鉻 元素的作用 ………………………………………… ………… 5 4． 40cr 剛中硅 元素的作用 ………………………………………… ………… 6 4． 40cr 剛中錳元素的作用 ……………………………………… …………… 7 （此處層次重新列一下 ， 1， 2， 3） 40Cr 材料的焊接性 ...............................................8 三 、齒輪生產(chǎn)工藝線路及分析 ………………………………………… ……… ..8 齒輪軸材料的選擇 …………………………………………………… ……… .8 40cr熱處理工藝特征 介紹 ………………………………………… ……… .10 40cr 齒輪軸斷裂原因 案例分析 ....................................11 熱 處理工藝 .................................................16 熱處理工藝的確定 ………………………………………………… ……… ..17 40Cr 鋼 調(diào)質(zhì)熱處理 ……………………………………………… ………… ..19 熱處理常見的缺陷及防護(hù)措施 …………………………………… ……… ..21 （ 1）氧化和脫碳 …………………………………………………… ………… ..21 （ 2）過熱和過燒 …………………………………………………… ………… ..22 （ 3） 軟點(diǎn) …………………… ……………………………………… ………… ..22 （ 4） 淬火裂紋 ………………………………………………………… ……… ..23 （ 5） 回火缺陷 ………………………………………………………… ……… ..24 （ 6） 變形和開裂 ……………………………………………………… ……… .24. 熱處理工藝及曲線圖 ……………………………………………… ……… ..25 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 IV （ 1） 退火 工藝的制定 ……………………………………………… …………… 25 （ 2） 正火 工藝的制定 ………………………………………………… ……… ..25 （ 3）回火工藝的制定 … ……………………………………………… ……… ..26 40Cr熱處理金相組織分析 .......................................28 （ 1）正火熱處理的金相分析 …………………………………… …………… ..28 （ 2） 調(diào)質(zhì)熱處理的金相分析 ........................................29 四 、質(zhì)量檢驗(yàn) 項(xiàng)目 .................................................29 檢驗(yàn)項(xiàng)目 …………………………………… …………………… ………… ..29 （ 1） 工件變形 檢查 ………………………………………………………… …… 29 （ 2） 淬硬層深度檢查 ..............................................29 （ 3） 硬度檢查 ....................................................29 （ 4） 金相組織檢查 ……………………………………………………………… 30 五、 結(jié)論 、致謝 ...................................................31 六、參考文獻(xiàn) .....................................................32 （目錄前少摘要）云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 一 齒 輪 軸 熱處理 概 述 軋機(jī) 是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要機(jī)械，而軋機(jī) 的齒 輪 軸 是軋機(jī)中重要的傳動部分 ,主要承受交 變載荷，沖擊載荷，剪切應(yīng)力 和接觸應(yīng)力大 。 軸部易產(chǎn)生裂紋，齒部易磨損。因此對齒輪 軸的心部要求有一定的 強(qiáng)度和韌性，有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力。表面還應(yīng)具有一定的硬度和耐磨性。為了滿足這些性能要求，材料要有很好的力學(xué)性能 ，常采用 40Cr鋼經(jīng)正火，調(diào)質(zhì)，感應(yīng)加熱淬火加低溫回火已達(dá)到所要求的性能。 40Cr 為中碳合金鋼 ，預(yù)備 熱處理是 正火 ， 主要目的是為了 獲得一定的 硬度 ， 便于鋼坯的切削加工 ，為調(diào)質(zhì)做好組織準(zhǔn)備。調(diào)質(zhì) 的目的是 為了 提高軋機(jī)齒 輪 軸的綜合力學(xué)性能。中頻感應(yīng)加熱表面淬火 是 使 零件表面得到高的硬度和耐磨性，而心部仍保持一定的強(qiáng)度及較高的塑性、韌性。 通過 對 40Cr 鋼 熱處理工藝的分析， 明確在執(zhí)行熱處理工藝過程中所需要注意的問題。能夠正確確定加熱溫度、時間，保溫時間，冷卻方式，其 目的就是通過正確的熱處理工藝，達(dá)到所需要的性能，保證質(zhì)量。 根據(jù)齒 輪 軸 的 工作條件，失效形式及性能要求， 大部分材料選擇為合金中碳鋼， 在設(shè)計(jì)正火 調(diào)質(zhì) 中頻感應(yīng)加熱 淬火加 低 溫回火熱處理工藝中，本設(shè)計(jì)借鑒了 《熱處理工程師手冊》 、 《熱處理實(shí)用數(shù)據(jù)速查手冊》 ，《鋼的熱處理》，《機(jī)床零件用鋼》， 《金屬工藝學(xué)》 等。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)設(shè)定了完整的熱處理工藝流程，使熱處理的 40Cr 中碳合金結(jié)構(gòu)鋼 表面除具有高硬度，高耐磨性外 ，高的疲勞強(qiáng)度， 在高溫下的強(qiáng)度， 還要使心部具有高的的強(qiáng)度和韌性，從而滿足齒 輪 軸 的質(zhì)量要求。 齒輪用于機(jī)械裝置中功率的傳遞與速度的調(diào)節(jié) , 在汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、起重機(jī)械 等產(chǎn)品中不僅有著重要的作用 , 而且用量相當(dāng)大。齒輪工作時 , 通過齒面的接觸傳遞動力 , 齒部承受很大的交變彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力的作用 , 在相互嚙合的齒面上會有強(qiáng)烈的摩擦。嚙合不均勻時 , 還會產(chǎn)生沖擊力。齒輪的損壞形式主要是齒部折斷和齒面的過度磨損。根據(jù)齒輪的受力情況和失效分析 , 可知齒輪一般都需經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?, 以提高承載能力和延長使用壽命 。 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 1 齒輪軸的服役條件、失效形式及性能要求 服役條件、失效形式 （注意是“ .”，不是“、”） （段落開頭空兩格） 齒輪軸在轉(zhuǎn)動時主要承受剪切應(yīng)力，交變彎曲應(yīng)力，傳 遞動載荷等工作，受到多次沖擊應(yīng)力。在工作過程中，由于不同的應(yīng)力作用，導(dǎo)致不同的失效形式，主要有疲勞磨損，裂紋，表面點(diǎn)蝕，彎曲疲勞折斷，沖擊折斷等。 2 性能要求 （ 1） .具有高的疲勞極限； ； ； ； ； ； 。 二 、 40Cr 的基本性質(zhì) 40cr 的化學(xué)成分及力學(xué)性能 1 40Cr 的化學(xué)成分及臨界溫度 40Cr 的化學(xué)成分及臨界溫度見表 1。 表 1. 40Cr 的化學(xué)成分及臨界溫度 （表的格式） 力學(xué)性能 云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 40Cr 圓棒 試樣毛坯尺寸（ mm）： Φ 25 熱處理： 第一次淬火加熱溫度（ ℃ ）： 850；冷卻劑：油 第二次淬火加熱溫度（ ℃ ）： 回火加熱溫度（ ℃ ）： 520；冷卻劑：水、油 抗拉強(qiáng)度（ σb/MPa）： ≧ 980 屈服點(diǎn)（ σs/MPa）： ≧ 785 斷后伸長率（ δ5/%）： ≧ 9 斷面收縮率（ ψ/%）： ≧ 45 沖擊吸收功（ Aku2/J）： ≧